Дифференциальный усилитель

 

ДИФФЕРЕНЦИАЛЬНЫЙ УСИЛИТЕЛЬ, содержащий первый и второй транзисторы , коллекторы которых соединены с соответствующими входами блока вьщеления наименьшего из двух токов, выход которого подключен к входу управляемого стабилизатора тока, выполненного с ограничением снизу, выход которого соединен через соответственно первый и второй двухполюс НИКИ, с эмиттерами соответственно первого и второго транзисторов, а также стабильньш источник тока, отличающийся тем, что, с целью повьппения линейности характеристики коэффициента передачи в режиме микротоков, между эмиттерами первого и второго транзисторов и выходом стабильного источника тока включены соответственно третий и четвертьй двухполюсники.

09) (И)

4(51) Н 03 F 3/45

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ. (21) 3474997/24-09 (22) 16.07.82 (46) 30.01,.85. Вюл. № 4 (72) В.И. Анисимов, И. В. Капитонов, Н.Н. Прокопенко и В.А. Домбровский (71) Шахтинский технологический институт и Ленинградский ордена

Ленина электротехнический институт им. В.И. Ульянова (Ленина) (53) 621 ° 375.024(088.8) (56) 1. Заявка ФРГ № 2603164, кл. Н 03 F 3/45, опублик. 05.08.76.

2. Авторское свидетельство СССР по заявке № 3412170/09 (046807),, кл. Н 03 F 3/45, 11.08.83 (прототип). (54)(57) ДИФФЕРЕНЦИАЛЬНЫЙ УСИЛИТЕЛЬ, содержащий первый и второй транзисторы, коллекторы которых соединены с соответствующими входами блока выделения наименьшего из двух токов, выход которого подключен к входу управляемого стабилизатора тока, выполненного с ограничением снизу, выход которого соединен через соответственно первый и второй двухполюс ники с эмиттерами соответственно первого и второго транзисторов, а также стабильный источник тока, о тл и ч а ю шийся тем, что, с целью повышения линейности характеристики коэффициента передачи в режиме микротоков, между эмиттерами первого и второго транзисторов и . выходом стабильного источника тока включены соответственно третий и четвертый двухполюсники.

1137566

Изобретение относится к электронной технике и может использоваться в решающих усилителях и аналого-цифровых преобразователях.

Известен дифференциальный усили- 5 тель, содержащий первый и второй входные транзисторы, в общей эмиттерной цепи которых включен управляемый стабилизатор тока (1) .

Однако известный дифференциальный усилитель имеет сравнительно узкий динамический диапазон, ограниченный величиной тока управляемого стабилизатора тока.

Наиболее близким но технической сущности к изобретению является дифференциальный усилитель, содержащий первый и второй транзисторы, коллек» торы которых соединены с соответствующими входами блока выделения наименьшего из двух токов, выход которого подключен к входу управляемого стабилизатора тока, выполненного с ограничением снизу, выход которого соединен через соответственно первый 25 и второй двухполюсники с эмиттерами соответственно первого и.второго транзисторов, а также стабильный источник тока (2) .

Однако данный дифференциальный ЗО усилитель в режиме микротоков имеет нелинейность характеристики коэффициента передачи.

Цель изобретения - повышение линейности характеристики коэффициента передачи в режиме микротоков.

Для этого в дифференциальном усилителе, содержащем первый и вто-. рой транзисторы, коллекторы которых соединены с соответствующими входами 4О блока выделения наименьшего из двух токов, выход которого подключен к входу управляемого стабилизатора тока, выполненного с ограничением снизу, выход которого соединен через соответственно первый и второй двухполюсники с эмиттерами соответственно первого и второго транзисторов,а также стабильный источник тока, между эмиттерами первого и 5О второго транзисторов и выходом ста бильного источника тока включены соответственно третий и четвертый двухполюсники.

На фиг. 1 представлена структур- 55 ная электрическая схема дифференциального усилителя; на фиг. 2 — принципиальная электрическая схема одной из реализаций дфференциального усилителя.

Дифференциальный усилитель

{фиг. 1) содержит первый и второй транзисторы 1 и 2, блок 3 выделения наименьшего из двух токов, управляемый стабилизатор 4.тока, стабильный источник 5 тока, первый и второй двухполюсники 6 и 7, третий и четвертый двухполюсники 8 и 9.

В дифференциальном усилителе на фиг. 2 первый и второй двухполюс ники 6 и 7 выполнены на-диодах 10 и

11, резисторах 12.и 13, третий и четвеотый двухполюсники 8 и 9 выполнены на диодах, управляемый стабилизатор 4 тока выполнен на транзисто" ре 14, блок 3 выделения наименьшего из двух токов выполнен на транзисторах 15-18, диодах 19 и 20, источниках 21 и 22 тока. Усилитель также включает несимметричную нагрузку

23, конденсатор 24, выходной кас-. кад 25.

Дифференциальный усилитель работает следующим образом.

Из сигналов, пропорциональных мгновенным значениям коллекторных токов Е< и 12 первого и второго транзисторов 1 и 2, блок 3 выделения наименьшего иэ двух токов опре деляет какой из токов I< или меньше заданного уровня 1„i 0,5 I u вырабатывает приращение,ъ,, которое пропорционально приращению наименьmего коллекторного тока.

В статическом режиме ток стабильного источника 5 тока 2 перераспре-, 5 деляется между первым и вторым транзисторами 1 и 2 a.—.

I (1)

Выходной ток управляемого стабилизатора 0 равен нулю, что обеспечи» вается блоком 3. В этих условиях первый и второй двухполюсники 6-7 не влияют на работу дифференциального усилителя (ДУ).

Под. действием входного сигнала

Ц „(50-100 MB коллекторный ток первого транзистора 1 увеличивается на величину

sx

C$g

4g 1Р ФР,)

9 и,i где и н, (Il,4 ) — входное сопротивление первого (вто рот о) транзистора 1 (2) в схеме с: обшей базой; l137566

Р— динамическое сопро3 4 тивление третьего и четвертого двухполюс- . ников 8 и 9.

Приращения 4 и через несиммет. 5 ричную нагрузку 23 передаются на выход ДУ и заряжают конденсатор 24 .

I ° (3)

Угол наклонахарактеристики коэффи .10 циента передачи l c =f(Uex ) 4С определяется знаменателей формулы (2), Мгновенное значение тока I< можтто найти из формулы

"вх

I 061 - — (4)

"экь где R „ - знаменатель формулы (2).

По мере увеличения Ов» ток 1 уменьшается до заданного уровня ?в . 20

Напряжение Ч„ =Ue», при котором выполйяется равенство 1в =Е, находится иэ формулы (4)

I м„ Q Ä (< Ц, . (5) (Is ,Параметры элементов схемы могут быть выбраны таким образом, чтобы

Ч„, 50-100 мВ..

Как только входное напряжение Ца„ 30 превысит V„, дальнейшее уменьшение

Е< прекратится. За счет включения нелинейной .петли отрицательной обратной связи выход управляемого стабилизатора 4 превращается в выход вспомогательного стабилизатора наттряжения с малым внутренним сопротивлением. Это приводит к дальнейшему увеличению тока i эа счет увели) чения тока 40

"в»

+R с т (6) в» Чгр

45 где 6 — динамическое сопротивление первого двухполюсника 6..

Таким образом, в области больших входных сигналов ток lc не ограничивается и продолжает возрастать про порционально. Для исключения на характеристике коэффициента передачи излома необходимо, чтобы

RykS=b(1, РЬ. (7).

Последнее условие обеспечивается соответству»Ощим Выбором 3Ь °

Напряжение Ч,, при котором наступает ограничение тока переэаряда конденсатора 4, зависит от усиления по току каскадов цепи OÎC. На. практике легко получить V =5-10 В.

ГР2

Учитывая, что максимальная скорость нарастания выходного напряжения прямо пропорциональна trpb, можно сделать вывод о том, что предлагаемый ДУ характеризуется более высо-. ким быстродействием.

Диоды 10.и 11 в усилителе фиг. 2 имеют коэффициент передачи тока

К 1/3. Это обеспечивается соответствующим выбором площадей эмиттерных п реходов транзисторов 15-16 (17-18).

Обеспечивается коэффициент передачи тока К1/3. Токи источников 21-22 определяют граничное напряжение V„ .

При малых сигналах транзистор 14 и диоды 10-11 закрыты. Как только коллекторный ток .второго транзистора.2 уменьшится от своего начального уровня Jg(g до 3I+rI (g включается транзистор 14, диод 20 и замыкается обратная связь через транзисторы 17 и 18. В конечном итоге это и прйводит к повышению быстродействия ДУ.

Для уменьшения колебаний напряжения на входах резисторов 12-13, к этим входам могут подключаться традиционные ограничители на р-т1-переходах.

Таким образом, в предлагаемом дифференциальном усилителе повышена линейность характеристики коэффициента передачи в режиме микротоков, когда на линейность этой характеристики влияет величина сопротивления элемента, включенного в эмиттерные цепи входных транзисторов.

1137566

Составитель И. Водяхина

РедактоР М. Келемеш ТехРед Т.Маточка КоРРектоР В, Hy яга

Заказ 10539/41 Тираж 871 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", и. Ужгород, ул. Проектная, 4

Дифференциальный усилитель Дифференциальный усилитель Дифференциальный усилитель Дифференциальный усилитель 

 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области усилительной техники, в частности к операционным усилителям, и может быть использовано в аналоговых устройствах вычислительиой техники, систем связи и ядерной электроники« I Известен операционный усилитель, содержащий последовательно соединённые два дифференциальных каскада и выходной двухтактный повторитель наНряжения , причем каждый дифферешщальный каскад выполнен на двух поле1€Е00ШЗНД1 ШЕйш-так йШл: &amp;HBJiHOTEi A I .t венно с входами первого и второго генераторов тока, выходы которых подключены к входу двухтактного повторителя напряжения, а другое плечо выполнено на третьем и четвертом полевых транзисторах разной структуры, затворы которых.объединены и являются инвертирующим входом операционного усилителя , истоки - объединены и подключены к другому вьшоду корректирующего резистора, отличающийся тем, что, с целью уменьшения нелинейных искажений и повышения быстродействие , введены третий и четвертый генераторы тока, входы которых соединены соответственно со стоками третьего : и.четвертого полевых транзисторов, а (Л выходы соответственно с сходами второго и первого генераторов тока, при этом между точкой соединения истоков первого и второго полевых транзисторов и входом двухтактного повторителя напряжения введенкорректирующий конденсаторе 00 О) to .вых транзисторах одинаковой структуры, в цепях истоков которых включены источники токао Известный операционный усилитель обладает недостаточно высоким быстродействием

Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано в интегральных аналоговых устройствах

Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано в радиоэлектронных устройствах различного назначения, в частности, в усилительных устройствах, импульсных устройствах, автогенераторах

Изобретение относится к радиотехнике, а более конкретно - к усилителям мощности звуковой частоты

Изобретение относится к электронным устройствам, в частности к усилителям, и может применяться для построения интегральных схем

Изобретение относится к радиотехнике и радиоэлектронике, а именно к устройствам стабилизации режима работы дифференциальных усилителей как в гибридном, гибридно-интегральном, так и в интегральном исполнении

Изобретение относится к радиотехнике и связи для использования в аналоговых микросхемах различного применения

Изобретение относится к радиотехнике и связи для использования в различных микроэлектронных устройствах усиления

Изобретение относится к радиотехнике и связи для использования в качестве устройства усиления широкополосных, в частности, импульсных сигналов в структуре аналоговых интерфейсов различного функционального назначения

Изобретение относится к радиотехнике и связи и может использоваться в качестве высоколинейного преобразователя "напряжение-ток" с широким диапазоном активной работы в структуре аналоговых микросхем различного функционального назначения (например, быстродействующих операционных усилителей (ОУ), аналоговых перемножителей сигналов и т.д.)
Наверх